用于滚动体的环绕导向装置和装备有该环绕导向装置的线性导向单元

摘要

本发明涉及一种用于滚动体(13)的环绕导向装置(1)，该环绕导向装置在由滑座式部件(2)和导轨式部件(3)组成的线性导向单元上使用，该环绕导向装置在确定运行中具有至少一个承受负荷的滚动体排(Rb)和至少一个不承受负荷的滚动体排(Ru)，其中，环绕导向装置(1)构成为可预安装的单元。本发明此外涉及一种线性导向单元。根据本发明，环绕导向装置(1)包括用于滚动体的至少一个构件(10)，该构件至少部分地既引导在确定运行中承受负荷的滚动体排(Rb)，又引导不承受负荷的滚动体排(Ru)。通过这种结构实现了可以将用于环绕导向装置(1)的部件需求保持在很低的程度上，这一方面降低了制造成本并且另一方面使该环绕导向装置形成紧凑的以及稳定的形式。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于滚动体的环绕导向装置，该环绕导向装置在由滑座式部件和导轨式部件组成的线性导向单元上使用，该环绕导向装置带有(在确定运行中)至少一个承受负荷的滚动体排和至少一个不承受负荷的滚动体排，其中，环绕导向装置构成为可预安装的单元。本发明此外涉及一种线性导向单元。

背景技术

如果要实现可承受高负荷的并且同样高精度的线性导向，公知使用滚动体用的环绕导向装置。这一点例如会是在机床中的情况。

一般情况下，环绕导向装置具有成对地对置的滚动体排，其中，适当的滚动体滚道之间的各一个承受负荷的滚动体排吸收固定的导轨式构件与为此可运动的滑座式构件之间的承载负荷，而各自另一个不承受负荷的滚动体排承担使滚动体返回到承受负荷的滚动体排内的功能。在滚动体排的端部上分别设置有适当的转向机构，其能够使滚动体从一个滚动体排转移到另一个滚动体排。

为了简化线性导向单元的制造开支和安装或拆卸，DE 33 13 129公开了一种依据分类的环绕导向装置。该环绕导向装置在此方面以如下方式构造，即，使承受负荷的和不承受负荷的滚动体排各自通过单独的构件来实现，这些构件必须借助线状的保持元件结合。

DE 20 2006 005 762 U1公开了一种环绕导向装置，其中为了实现尽可能小的结构高度，用于使滚动体转向到承受负荷的或不承受负荷的滚动体排中的转向引导装置以如下方式构造，即，转向平面(也就是各自在承受负荷的滚动体排中心与不承受负荷的滚动体排中心之间形成的平面)与在承受负荷的滚动体排的中心之间形成的平面处于小于90°的角度内。

最后，DE 695 05 961 T2公开了一种线性导向单元，其中滑座式构件借助环绕导向装置无摩擦地在导轨式构件上被引导。滑座式构件在此方面具有带有两个向下伸出的臂的双T支架形的造型，这些臂部分地包围导轨式构件。承受负荷的滚动体排在此方面各自布置在导轨式构件与滑座式构件的臂之间。与此相反，不承受负荷的滚动体排布置在滑座式构件所添入的通道内。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种环绕导向装置，该环绕导向装置结构紧凑并且稳定，该环绕导向装置形成独立的和可预安装的结构单元以及需要相对少数量的构件。该目的通过具有权利要求1所述特征的环绕导向装置得以实现。

此外，本发明的目的在于，提供一种线性导向单元，该线性导向单元可以简易地安装或拆卸并且具有很高的承载能力。该目的通过具有权利要求15所述特征的线性导向单元得以实现。

本发明基于如下认识，即，通过环绕导向装置的灵活构成可以对其紧凑性、稳定性和部件需求产生积极影响，并且在线性导向单元中使用这种环绕导向装置可以对其承载能力特性产生积极作用以及有助于线性导向单元的更简易的可装配性。

本发明因此从一种用于滚动体的环绕导向装置出发，该环绕导向装置在由滑座式部件和导轨式部件组成的线性导向单元上使用，该环绕导向装置具有(在确定运行中)至少一个承受负荷的滚动体排和至少一个不承受负荷的滚动体排，其中，环绕导向装置构成为可预安装的单元。此外，依据本发明设置，环绕导向装置包括用于滚动体的至少一个构件，该构件至少部分地既引导(在确定运行中)承受负荷的滚动体排，又引导不承受负荷的滚动体排。

通过这种结构实现的是，可以将用于环绕导向装置的部件需求保持在很低的程度上，这降低了制造成本。通过这种措施还可以使其实现一种紧凑和稳定的形式。

从属权利要求说明本发明优选的改进方案或者构造形式。

依据本发明设想的第一改进方案设置：所提及的构件是滚动体支承保持架的组件或者基本上形成该滚动体支承保持架。由此实现构件的双重功能，这自然进一步减少了本身所需的构件。

依据本发明的第二构成形式，构件具有槽状的或管状的组件，特别具有优点的是使用球形的滚动体。

依据本发明设想的另一构成形式设置：设置了两个承受负荷的滚动体排和两个不承受负荷的滚动体排，其中，通过两个承受负荷的滚动体排的中心形成第一平面，并且通过每个承受负荷的滚动体排的中心和各自配属于该承受负荷的滚动体排的不承受负荷的滚动体排的中心形成各一个另外的平面，其中，第一平面与另外的平面夹定各一个确定的角度。通过这种结构实现的是，环绕导向装置在装入状态下仅需很少空间或降低了其结构高度。

具有优点的是，在第一平面与另外的平面之间分别形成的角度大致一样大。这一方面使环绕导向装置的制造变得容易并且另一方面在运行中产生更加均匀的力流(Kraftfluss)。如果在此以最合乎目的的方式将角度设置为小于90°，优选在5°到45°之间，那么这允许环绕导向装置的一种特别节省空间的装入方式。

如果具有优点地设置了至少一个用于使滚动体转向到不同的滚动体导轨中的盖式的构件，那么可以使环绕导向装置更容易地装备上滚动体。为了使环绕导向装置装备上滚动体，仅需移去盖式的构件，由此可以使环绕导向装置或滚动体保持架装备上滚动体。

在本发明设想的另一合乎目的的改进方案中设置：在上述提到的构件上固定有长形的、板状的构件，该构件包括至少一个滚动体滚道。此外，板状的构件在此方面在横截面上具有弯曲的或成角度的造型并且具有至少两个接触面，这些接触面均适用于与线性导向单元的滑座式部件的接触面进行有效接触。通过这种结构措施，板状的构件可以有助于使环绕导向装置稳定并且也用于吸收支承力。此外，在此方面特别具有优点的是，板状的构件的接触面和滑座式部件的接触面各自大致彼此成直角，这促使良好地吸收还在不同方向上出现的支承力。

此外，以合乎目的的方式设置：上述提到的构件具有用于贴靠在线性导向单元的导轨式部件上的密封机构，这增强地保护环绕导向装置免受污染以及需要时以免损失润滑剂并且因此有助于提高设备的使用寿命。

优选地，滚动体球形地构成，这与其他滚动体形状相比可以实现更加紧凑的结构形式并且还便于制造。

带有滑座式部件和导轨式部件的线性导向单元应该包括至少一个依据本发明的环绕导向装置，以便实现安装优点。特别具有优点的是，该线性导向单元应该包括至少两个依据本发明的环绕导向装置，以便尽可能最佳地利用依据本发明的环绕导向装置的优点。这样，在导轨式部件的每侧上布置有至少一个依据本发明的环绕导向装置。也可以布置两个以上的依据本发明的环绕导向装置，即在要实现一种相应长的线性导向单元的时候。

可以具有优点地设置：环绕导向装置以如下方式布置，即，使处于负荷下的滚动体排的压力线形成X形布置。由此可以实现的是，环绕导向装置在滑座式部件内仅需要很少的结构空间，并且该滑座式部件可以特别刚性地构成。

此外，合乎目的的是，无论是导轨式部件还是滑座式部件均具有间隙，用于容纳滚动体的构件至少部分地伸入到这些间隙中。

在本发明的一种具有优点的、可供选择的构造形式中也可以设置：滑座式部件具有滚动体滚道。在这种情况下，构件的或滚动体保持架的形状可以合乎目的地相同地与在导轨式部件与滑座式部件之间形成的轮廓相适应，以便使构件或滚动体保持架的精确取向变得容易。

为了能够实现线性导向单元的预紧作用，应该以合乎目的的方式设置用于调整预紧作用的机构。这些调整机构可以非常具有优点地构成为轴状的构件，这些轴状的构件可以压入到滑座式构件的槽状间隙中。例如，可以非常舒适地调整线性导向单元的预紧作用的是，在滑座式部件具有多个大致垂直地相距开的、至少部分地包围导轨式部件的臂的时候，其中，在滑座式部件与导轨式部件之间布置有环绕导向装置，并且其中，槽形间隙以如下方式被添入到臂中并且具有逐渐变细的开口横截面，即，在将轴状的构件压入到槽形间隙中时，各一部分臂经受着增加预紧作用的偏移。

对此可供选择地，但舒适的预紧作用调整也可以非常具有优点地由此实现，即在用于调整预紧作用的机构构成为埋头螺钉的时候，其中，滑座式部件具有多个大致垂直地相距开的臂，这些臂至少部分地包围导轨式部件，其中，在滑座式部件与导轨式部件之间布置有环绕导向装置，并且其中，纵向缝隙被添入到臂中，在这些纵向缝隙的区域内以如下方式添入埋头孔(Senkbohrung)，即，在将埋头螺钉旋入到埋头孔中时，各一部分臂经受着增加预紧作用的偏移。

附图说明

下面借助实施例的附图对本发明进行详细说明。其中：

图1示出依据本发明的环绕导向装置第一实施例的剖面图，

图2示出依据本发明的环绕导向装置第二实施例不带有滚动体的透视分解图，

图3示出带有装入的依据本发明的环绕导向装置的线性导向单元的横截面图，

图4示出装配到滑座式部件内的依据本发明的环绕导向装置第三实施例的横截面图，

图5示出依据图3中剖面分布V-V的线性导向单元的图示，但不带有导轨式部件，

图6示出依据图5的带有导轨式部件的线性导向单元的透视图，其中，看不到环绕导向装置，

图7示出与图5相比有所加长的线性导向单元的图示，其中，依次装配两个依据本发明的环绕导向装置，

图8示出的可供选择的线性导向单元的横截面图，该线性导向单元构成为转矩球形套，

图9示出被驱动的线性轴形式的另一种可供选择的线性导向单元的横截面图，

图10示出依据图3变型而成的线性导向单元的图示，其中，设置了用于调整预紧作用的附加机构，

图11示出依据图10的调整机构的详图，以及

图12示出类似于图10的图示，其中，出于对称原因仅示出导向单元的一侧，带有用于调整预应力的变型而成的机构。

具体实施方式

首先参照图1，在图1中示出依据本发明的环绕导向装置1。环绕导向装置1相对于设想的中心线M对称地构建并且具有由多个部件10、11组成的滚动体保持架。滚动体保持架的部件10具有导向槽100，在该导向槽中引导球形滚动体13。滚动体保持架的部件11同样具有用于引导滚动体13的导向槽110。两个导向槽100和110在此方面互补成管状的导向通道。

此外，可以看出，部件11大致在中心线M的区域内具有中间件111，其中，在中间件111与部件10之间同样构成有用于滚动体13的导向通道。为此目的，部件10和中间件111在这些区域内具有相应构造的、未详细标示的凹面。

在滚动体保持架的部件10和11内引导的滚动体13在产生负荷方面形成不承受负荷的滚动体排Ru和承受负荷的滚动体排Rb，其中，为各一个承受负荷的滚动体排Rb分配一个不承受负荷的滚动体排Ru。不承受负荷的滚动体排Ru的滚动体13又被输送给承受负荷的滚动体排Rb并且相反地进行。此外，如所看到的那样，通过承受负荷滚动体排Rb的中心形成一个平面Eb，以及通过承受负荷滚动体排Rb的中心和各自配属于这些承受负荷滚动体排Rb的不承受负荷滚动体排Ru的中心形成两个平面Eu1或Eu2，其中，这些平面Eb与Eu1或Eu2一起夹定各一个优选角度γ1或γ2。基于环绕导向装置1的所提到的对称性，所形成的角度γ1或γ2自然相等，但在没有对称性的情况下也可以彼此不同。

此外，从图1可以看出，存在具有横截面上大致呈C形的弯曲或成角度的承载板12，该承载板带有接触面120，这些接触面大致彼此成直角地取向。此外，承载板12带有用于滚动体134的凹形的支承工作面121地构造，并且在其横截面上观察成角度的端部上具有大致彼此成直角的装配面122，这些装配面嵌入到滚动体保持架(部件110)的相应间隙内。

为了保证环绕导向装置1的密封性，在滚动体保持架的部件10上设置有或成型有密封唇101。承载板12优选由高强度材料例如像钢制成，而滚动体保持架的部件10和11则优选由塑料制成。最后还要指明的是，环绕导向装置1也可以沿中心线M分开地实施，但这一点未详细示出。这种环绕导向装置于是只包括承受负荷的和不承受负荷的滚动体排。

图2示出一种对图1来说可供选择的环绕导向装置1′，由具有两个可拆卸的保持架盖14的滚动体保持架10′组成。保持架盖14在端侧上压入到滚动体保持架10′内并且相应地具有用于滚动体13的适当的、不能详细看到的转向轨，由此保证了滚动体排Ru、Rb之间的转向(这种保持架盖当然也在环绕导向装置1中使用，但没有示出这些保持架盖)。此外还设置了如在图1中已经详细介绍的那样的承载板12。与环绕导向装置1的区别在于，环绕导向装置1′的滚动体保持架10′单件式地构成并且具有管状的组件，在这些组件中引导滚动体排Ru、Rb。图2没有示出滚动体。

在图3中现在可以看出的是，带有已装配的依据本发明的环绕导向装置1的线性导向单元。线性导向单元由导向滑座2组成，该导向滑座可纵向移动地保持在导轨3上。导向滑座2大致具有利用两个向下突出的臂23在顶上形成的U字形状，这两个臂从两侧超出或包围导轨3。在导向滑座2与导轨3之间分别布置了依据本发明的环绕导向装置1。

在此方面，导向滑座2具有间隙20而导轨3具有间隙30，用于环绕导向装置1的滚动体保持架。可以看出，滚动体保持架仅在保持距离的条件下伸入到间隙20或30内，但在那里不与导向滑座2或导轨3接触。

此外，导轨3具有用于滚动体13的支承工作面31和用于放置密封唇101的密封面32。导向滑座2的臂23设有彼此大致成直角的接触面21，这些接触面与图1所介绍的承载板12的接触面120共同作用。通过接触面120或21大致成直角的取向，可以良好地吸收作用于导向滑座2的压力F1或拉力F2。大致在拉力或压力下作用的力线KF2或KF1通过虚线箭头表示。因此，可以理解的是，由于滚动体保持架与已经提到的间隙20或30之间没有接触，承载负荷F1或F2仅通过环绕导向装置1的承载板12来继续引导。在虚线所示的压力线上可以看出，环绕导向装置1以如下方式装配，即，使压力线形成X形布置。最后值得一提的还有盲孔22，借助其平移地进行运动的构件可以安置在导向滑座2上。

此外，利用承载板12提供的优点是，在导向滑座2或其臂23内不必设置要开支大地进行加工的支承工作面。例如，在支承工作面121损坏的情况下，简单地更换构成为预安装的结构单元的环绕导向装置1即可。

图4示出一种可供选择地构成的导向滑座2′，其中利用同样可供选择地构成的环绕导向装置1″。环绕导向装置1″利用其滚动体保持架10″直接置入到导向滑座2′的未详细标注的相应间隙内，其中，导向滑座2′现在具有臂23′，该臂带有添入的支承工作面28。由于因此可以取消承载板12，提高了线性导向系统的刚性。导向滑座2′的材料在此方面优选是可淬火的钢，其中，支承工作面28在热处理后被精加工，以便可以实现足够的运行精度和耐磨强度。在这里，环绕导向装置1″也构成为可预安装的结构单元。

图5示出依据图3中剖面分布V-V的线性导向单元的视图，但其中略去了导轨3。在这种情况下，可以看出装入导向滑座2内的环绕导向装置1，该环绕导向装置包括滚动体保持架的部件10、密封唇101以及滚动体13。此外，可以看出或虚线表示的是在端侧插入到滚动体保持架内的盖14，其作用是在端侧上覆盖滚动体13和使滚动体13转向。此外，在导向滑座2的两个端侧上可以看到端板4，该端板用于覆盖和保护导向滑座2内的环绕导向装置1。

图6示出依据图3的线性导向单元的透视图，其中，仅示出带有端板4的导向滑座2以及导轨3。此外，可以清楚地看出上文所提到的盲孔22。

图7示出带有轴向加长的导向滑座2″的另一可供选择的线性导向单元的图示，其中，与图5的线性导向单元的区别在于，轴向依次安装了两个可以使线性导向单元加长的环绕导向装置1。当然也可以安装两个以上的环绕导向装置1。

图8现在示出用于线性导向单元的另一可供选择的实施方式，即带有作为导轨使用的型材轴5和作为导向滑座使用的球形套6的转矩球形套。型材轴5与球形套6之间以X形布置的方式安装了两个依据本发明的环绕导向装置1。

图9示出依据本发明的线性导向单元的另一实施方式，以可驱动的线性轴8的形式，借助依据本发明构成的环绕导向装置1(仅示出线性导向单元的横截面侧)在U型材状的导轨7上引导该线性轴。

图10示出可与图3相比较的图示，其中，轴9被压入到导向滑座2的臂23的纵向槽24内，用于实现预紧作用。图11以详图示出预紧力Fv的施加和作用。可以看出，槽24具有大致水平取向的上壁240和以调整角β倾斜的下壁241。一旦轴9以预紧力Fv(见箭头)被压入到槽24内，该槽24就被分开并且臂23的下部略微向内弯曲成一角度，从而该臂的下部占据虚线所示的位置并且承受负荷的滚动体排Rb的滚动体13在预紧作用下得以保持。

最后，图12示出用于借助埋头螺钉27产生预紧作用的一种对此可供选择的可能性。在这种情况下，导向滑座2的臂23各自设有贯通的纵向缝隙25，该纵向缝隙在径向内部过渡成纵向孔250。沿纵向缝隙25优选布置有多个以均匀间距分布的埋头孔26。如果现在将埋头螺钉27旋入埋头孔26内，那么纵向缝隙25被分开并且臂23的下部进行像结合图10所示的实施例已经介绍的那样的类似偏移。

附图标记列表

1、1′、1″    环绕导向装置

10、10′、10″ 滚动体保持架部件

100            导向槽

101            密封唇

11             滚动体保持架部件

110            导向槽

111            部件11的中间件

12             承载板

120            承载板的接触面

121            承载板的支承工作面

122            承载板的装配面

13             球形滚动体

14             滚动体保持架的盖

2、2′、2″    导向滑座、滑座式部件

20             用于滚动体保持架的间隙

21             导向滑座的接触面

22             盲孔

23、23′       导向滑座的臂

24             导向滑座臂内的槽

240            槽的上壁

241            槽的下壁

25             纵向缝隙

250            纵向孔

26            埋头孔

27            埋头螺钉

28            导向滑座的支承工作面

3             导轨、导轨式部件

30            导轨的间隙

31            导轨的支承工作面

32            导轨的密封面

4             端板

5             型材轴

6             球形套

7             U型材状的导轨

8             线性轴

9             轴

α            滚动体排平面之间的角度

β            调整角

γ1、2        平面Eb与Eu之间的角度

Eb            通过承受负荷的滚动体排的中心形成的平面

Eu1、2        通过承受负荷的和各自配属的不承受负荷的滚动体排的中心形成的平面

F1            作用于导向滑座的压力

F2            作用于导向滑座的拉力

Fv            预紧力

KF1           压力中的力线

KF2           拉力中的力线

M             中心

Rb            承受负荷的滚动体排

Ru            不承受负荷的滚动体排